Desenvolvimento de ferramenta computacional para análise da estabilidade transversal de embarcações na condição estática e intacta

Abstract

Os estudos voltados para a estabilidade são essenciais no desenvolvimento de um projeto naval, pois representam uma grande parcela da segurança e do desempenho da embarcação. Perturbações ambientais podem, em casos críticos, causar emborcamento com possíveis danos materiais, ambientais e, até mesmo, a perda de vidas humanas. Este trabalho concentra esforços na análise da estabilidade transversal estática de embarcações, as quais se encontram na condição intacta. O texto apresenta uma discussão teórica sobre a questão e propõe o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para uso no ensino de engenharia, além de permitir a arquitetos, projetistas e pesquisadores o desenvolvimento de trabalhos nessa área. A ferramenta, denominada Barbosa’s, foi desenvolvida com uso da interface Delphi 10.2.3 e permite cálculos de equilíbrio hidrostático e análises de estabilidade estática a grandes ângulos (determinação da curva GZ). As geometrias analisadas são limitadas a embarcações monocascos, desprovidas de apêndices e cuja superfície do casco seja descrita por um arquivo de texto contendo a tabela de cotas da embarcação. Para a validação do trabalho foi realizado um comparativo entre os resultados obtidos na ferramenta desenvolvida e no programa MAXSURF considerando duas geometrias de casco e 3 condições de carga aplicadas a cada uma das geometrias. Os erros obtidos em todas as análises foram inferiores a 1% (ou numericamente não significativos), evidenciando o sucesso do desenvolvimento proposto.

Studies on vessel stability are essential to the development of naval projects, as they represent a large portion of the vessel's safety and performance. Environmental disturbances can, in critical cases, cause capsizing and lead to possible material and environmental damage and even loss of human lives. This work concentrates efforts on the analysis of the static transverse stability of vessels, which are in the intact condition. The text presents a theoretical discussion on the issue and proposes the development of a computational tool to assist the study of naval stability in engineering teaching, in addition to allowing architects, designers and researchers to develop works in this field. The tool, called Barbosa’s, was developed using Delphi 10.2.3 interface and allows performing hydrostatic balance calculations and static stability analysis at wide angles (determination of the GZ curve). The analyzed geometries are limited to mono-hull vessels, without appendages and whose hull surface is described by a text file with the vessel's quota table. In order to validate the tool, a comparison was made between the results obtained in the developed tool and in the MAXSURF program, considering two hull geometries and 3 load conditions applied to each geometry. The errors obtained in all analyzes were less than 1% (or numerically not significant), showing the success of the proposed development.